Фізика позаду вимикача під час відкриття?

Я з подивом дізнався, що механічний вимикач (SPST) відскакує, коли він відкривається. Що змушує контакт тимчасово повернутися до торкання?

Чи трапляється це явище лише з певними типами вимикачів (наприклад, з розсувними перемикачами, але не з більшістю кнопок)?

В основному жодна речовина не є ідеально гладкою або нееластичною. Коли два об'єкти поєднуються з будь-якою силою, виникає кінетична енергія, яка повинна відмирати при контакті. Таким чином, ви отримуєте деякий "дзвінок", а також тому, що поверхня не є гладкою, контакт робить / розриває трохи випадковим чином до осідання (наприклад, навіть за допомогою ковзаючого перемикача контактний опір змінюватиметься при русі)

Це відбувається з усіма перемикачами; ковзання, кнопка, реле тощо, хоча ковзаючі або змочені контакти (наприклад, ртуть) краще. Це також відбувається при відкритті вимикача, а не тільки при закритті. Деякі кращі за інші - ви можете отримати жахливі, які підстрибнуть на десятки мс, а також добрі, які відстоять у межах <5 мс.

Щоб додати більше про відкриття вимикача, це пов'язано з нерівномірними поверхнями, які відкриваються не ідеально перпендикулярно. Широко змінюється опір, який він створює, схоже на відмов під час закриття. Коли тиск відпускається, одна частина контакту може відімкнутись, але інша частина може ненадовго отримати менший опір, ніж раніше, чим більше нерівна поверхня і чим більше кутова сила між контактами, тим більш виражений цей ефект бути.

Хоча для нашого ока це виглядає гладко, поверхня міді під мікроскопом виглядає досить інакше:

Подумайте про зворотне. Що робити, якщо вам поставили завдання спроектувати перемикач, який не відскакує від відкриття. Як би ви гарантували на мікроскопічному рівні, що два провідника завжди монотонно відсуваються без будь-якої дії протирання (ковзання, що може спричинити миттєве відкриття та закриття)? Ви повинні врахувати, що все є пружиною на тому рівні, яким би жорстким це не здавалося на макроскопічному рівні. Навіть якщо ви могли якось не робити жодної дії протирання, оскільки контакти розділяються, як ви гарантуєте, що коли вони віддаляться, не буде коливань контактів? Ви повинні врахувати, що швидкість починається з 0, тому навіть невеликий люфт або дзвінок через порушення статичного тертя може бути значним.

Подумайте над цим і опишіть нам сухий механічний вимикач, який не відскочить, якщо ви насправді вважаєте, що це можливо.

У 1950-х та на початку 1960-х років я працював інженером-електриком у команді, яка проектувала джерела живлення постійного струму (> 100 Ампер). Ми використовували магнітні підсилювачі для управління, але потім почали з'являтися те, що ми називали SCRs (Кремнієві керовані випрямлячі, які тепер називаються тиристорами). Вони дуже сприйнятливі до перевантажень, і будуть дути швидше, ніж доступні запобіжники, тому одним із способів їх захисту був "лом", тобто перемикач, який коротко замикав вторинну обмотку трансформатора, щоб живлення було відірвано від SCR , і запобіжники на лінії живлення могли б підірвати - здоровенний трансформатор і його кабелі могли би сприйняти удар. Біда полягала в тому, що там було надзвичайно багато небезпечного та страхітливого шуму, що іскрило, коли перемикач неминуче підстрибував. Розумні інженери в дослідницькій лабораторії розробили "

Як я пам’ятаю, з високошвидкісної плівки вимикача верхній контакт спустився на нижній, і комбінація виникла так, що вони залишалися разом, коли вони відхилялися і розгойдувалися вгору та вниз. Коли ми тестували його, справді не було іскор від вимикача, але слабке підключення до трансформатора вийшло з всемогутним ударом. (перед тим, як скаржитися на крапки та окуляри, я знаю, що це повинно бути "не було іскри", але те, що я написав, звучить більше як реальність)